Eine Machbarkeitsstudie zur Untersuchung der dynamischen Bildgebung des Gehirns bei Patienten nach SCS-DRG

Die gezielte Rückenmarkstimulation (SCS) mit Spinalganglion (DRG)-Stimulation ist eine wirksame Therapie für eine Reihe unterschiedlicher chronischer Schmerzzustände neuropathischen Ursprungs. Die British Pain Society hat eine detaillierte Liste von Indikationen für SCS herausgegeben, die hartnäckige Neuropathien verschiedener Äthiologien umfasst. Diese Patienten können sowohl eine periphere als auch eine zentrale Sensibilisierung aufweisen, die sich klinisch als Hyperalgesie und Allodynie manifestiert.

Das National Institute for Health and Care Excellence (NICE-TA 159) hat dem NHS in England, Wales, Schottland und Nordirland umfassende Leitlinien zur SCS bei chronischen Schmerzen neuropathischen oder ischämischen Ursprungs herausgegeben. Es gibt jedoch noch viele Debatten über den genauen Mechanismus und die Wege müssen noch aufgeklärt werden.

Der neurale Weg auf der Ebene des Dorsalwurzelganglions (DRG) ist in anatomischen Sektionen gut beschrieben. DRG wird nicht mehr als passives anatomisches Gebilde betrachtet, sondern ist eine wichtige Verbindungsstelle in der Schmerzleitung, über die sowohl afferente als auch efferente Schmerzimpulse weitergeleitet und dort durch die Leitung moduliert werden.

Die zielgerichtete DRG-Behandlung sowohl mit Lokalanästhetika und Steroiden als auch mit Radiofrequenz sind anerkannte Techniken zur Behandlung von Patienten mit neuropathischen Rücken- und Beinschmerzen sowohl mit als auch ohne vorherige Operation. Es ist eine gängige Praxis für Patienten mit radikulären Rückenschmerzen, sich vor einer Operation einem Interventionsversuch, wie z. B. einer DRG-Injektion, zu unterziehen.

Es zeichnet sich eine wachsende Zahl von Beweisen ab, die den Einsatz gezielter SCS auf DRG-Ebene unterstützen. Targeted SCS ist eine Technik zur Behandlung chronischer Schmerzen, die auf das DRG abzielt – eine Gruppe sensorischer Neuronen, die als Weiterleitung von Schmerzsignalen vom peripheren Nervensystem zum zentralen Nervensystem dienen. Durch die Stimulation dieser Struktur können Schmerzsignale blockiert werden, bevor sie an das Rückenmark weitergeleitet und im Gehirn verarbeitet werden. Im Gegensatz zur herkömmlichen SCS-Therapie, die auf die Nerven entlang der Rückenmarkssäule abzielt, bietet die DRG-Stimulation eine selektive Behandlung von Schmerzbereichen mit weniger Nebenwirkungen wie Parästhesien. Dies wird es uns ermöglichen, auf spezifischere Dermatome abzuzielen und dort eine viel größere Anzahl von neuropathischen Schmerzen einschließlich lokalisierter Läsionen zu behandeln. Der stärkste Beweis für den erfolgreichen Einsatz gezielter SCS geht aus der „ACCURATE“-Studie hervor, einer großen, multizentrischen Studie, die in den Vereinigten Staaten von Amerika durchgeführt wurde. Die ACCURATE-Studie zeigte, dass die DRG-Stimulation mit dem Axium-System bei der Schmerzlinderung besser war als die herkömmliche SCS (81,2 gegenüber 55,7 Prozent). Die Teilnehmer berichteten auch über keine Unterschiede in der Intensität der Parästhesien aufgrund von Haltungsänderungen, einer häufigen Nebenwirkung der traditionellen SCS-Therapie, während sie die gezielte SCS während der dreimonatigen Studie verwendeten. Sie berichteten auch, dass sie sich außerhalb ihres Schmerzbereichs weniger stimuliert fühlten, was die Präzision der DRG-Stimulation demonstrierte. Die Ergebnisse der US-Studie werden auch durch eine Reihe von internationalen, von Experten begutachteten wissenschaftlichen Abstracts aus Australien und Europa gestützt, die positive klinische Ergebnisse gezielter SCS zur Behandlung chronischer, hartnäckiger Schmerzen hervorheben.

Die dynamische Bildgebung des Gehirns wird zunehmend als Forschungsinstrument verwendet, um die Mechanismen von Schmerzen und auch Schmerzinterventionen zu verstehen. Dazu wird entweder ein funktionelles MRT (fMRT) oder eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET-CT) verwendet. Das für die Neuromodulation für gezielte SCS verwendete Implantat ist nicht MRT-kompatibel, was die Verwendung von fMRI ausschließt. Daher ist PET-CT die beste verfügbare Option, um die Veränderungen im Gehirn bei Patienten mit gezielter SCS zu untersuchen. Funktionelle Veränderungen im Gehirn werden durch die Veränderungen im regionalen zerebralen Blutfluss (rCBF) identifiziert, die durch die Veränderungen in der Verteilung des radioaktiven Kontrastmittels F18-Fluordeoxyglukose (FDG) in verschiedenen Bereichen des Gehirns bestimmt werden.

Chronische Schmerzen wurden mit Veränderungen der Gehirnstruktur sowie des Stoffwechsels in Verbindung gebracht, insbesondere in den zweiten somatischen (SII) Regionen, der Insel und dem vorderen cingulären Kortex (ACC). Weniger konsistent wurden auch Veränderungen im Thalamus und im primären somatischen Bereich (SI) beobachtet. Sensorische Unterscheidung, Summierung, Affekt, Kognition und Aufmerksamkeit scheinen alle verschiedene Bereiche des Gehirns zu beeinflussen, indem sie die Schmerzwahrnehmung des Patienten modulieren. Es gibt Hinweise darauf, dass einige dieser Veränderungen durch eine Behandlung mit Medikamenten oder anderen Interventionen normalisiert werden können.

Derzeit gibt es keine Daten, die sich mit den Änderungen des PET-CT-Scans nach einer gezielten SCS befassen. Daher wäre dies die erste Studie, die sich mit den dynamischen Bildgebungsänderungen des Gehirns nach gezielter SCS befasst. Dies wird uns hoffentlich Informationen über die Art der Veränderungen geben, die nach einer gezielten SCS im Gehirn auftreten. Dies wird uns hoffentlich auch in die Lage versetzen, es mit den Änderungen bei Fragebögen zu QST und gesundheitsbezogenen Ergebnissen zu korrelieren

Patientenvorbereitung und Verfahren Der PET-CT-Scan wird gemäß der Standardarbeitsanweisung (SOP) bei Barts Health NHS Trust und im St Bartholomew's Hospital durchgeführt. Der Patient wird für mindestens 6 Stunden nüchtern gehalten und das Verfahren wird ausführlich erklärt, wobei alle notwendigen Fragen einschließlich des IV-Kontrastbogens, falls erforderlich, durchgegangen werden.

Bei diesem Verfahren liegt der Proband auf dem Tisch im PET-CT-Scanner. Zu Beginn jedes Scans wird ein spezielles Kontrastmittel namens FDG durch einen Katheter (ein dünnes Plastikröhrchen) in eine Armvene injiziert. Eine spezielle Kamera zeichnet die Ankunft und das Verschwinden von FDG in verschiedenen Hirnarealen auf und erstellt so ein Bild der Gehirnaktivität in verschiedenen Regionen. Die erforderliche Dosis von FDG i s beträgt 200 Megabecquerel (MBqs) und wird intravenös verabreicht. Die Aufnahmezeit beträgt 30 Minuten von der Injektion bis zum Beginn des PET-CT-Scans. Die Belichtungsfaktoren des Scanners werden überprüft und auf 120 kV (Röhrenspannung) und 50 mAs (Röhrenstrom) eingestellt. Die Röhrendrehzeit wird auf 0,5 s eingestellt. Die Sendezeit pro Frame wird auf 3 Frames zu je 5 Minuten eingestellt.

Nach dem Scan werden die Bilder auf Qualität geprüft. Die 3 dynamischen Frames werden betrachtet, um die Bewegung des Patienten zu überprüfen, und der Patient wird gegebenenfalls entlassen.

Bei sehr geringer Bewegung (<5 mm) werden die Rohdaten auf dem PET-CT Recon Server (PRS) mithilfe des Brain-ctac-suv-Protokolls rekonstruiert. Die dynamischen Frames werden zusammengezählt. Fusionierte Bilder werden zur Speicherung im Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem (PACS) erstellt, dem Standardsystem, das zur Speicherung aller radiologischen Bilder im Krankenhaus, zur Archivierung und zur Berichterstellung verwendet wird.

Wenn es mehr als 5 mm Bewegung gibt, wird es mit demselben Protokoll rekonstruiert, aber nach Angabe der Zeit (in Sekunden), um nach Möglichkeit die besten 2 Frames zu verwenden. Bei Bedarf kann 1 Frame angegeben werden. Als Teil der SOP müssen alle Mitarbeiter von einem geeigneten, qualifizierten Mitarbeiter auf einem vereinbarten Kompetenzniveau geschult werden und dieses Verfahren sowie alle anderen relevanten Verfahren und Unterlagen gelesen und verstanden haben, bevor sie das Verfahren durchführen dürfen.

Sicherheit und Strahlendosis Der FDG-PET-Gehirnscan mit einem Niedrigdosis-CT zur Schwächungskorrektur ist eine zusätzliche Dosis aufgrund der Teilnahme an dieser Studie.

Die nationale DRL für einen FDG-PET-Scan zur Tumorbildgebung beträgt 250 MBq, was einer effektiven Dosis von 5 mSv pro Scan entspricht (ARSAC, 2006). Der teilnehmende Patient erhält eine FDG-PET-Gesamtstrahlungsdosis von 16 mSv (aus Baseline- und Follow-up-Scan).

Bei einer im März 2015 durchgeführten Prüfung der Patientendosis (DLP) ergab das Niedrigdosis-Gehirn-CT-Protokoll zur Korrektur der PET-Schwächung am St. Bartholomew's Hospital eine effektive Dosis von 0,5 mSv für einen durchschnittlichen Patienten (unter Verwendung von Umrechnungsfaktoren in NRPB-W67, 2005). .

Die Total Research Protocol Dose in dieser Studie beträgt daher 11 mSv für Patienten, die 2 Verabreichungen erhalten.

Die Strahlendosis aus dieser Studie fällt daher in die Risikokategorie III gemäß ICRP 62 (effektive Dosis > 10 mSv) und wird als mittleres Risiko eingestuft.

Die HPA hat sich der ICRP-Empfehlung angeschlossen, einen nominellen Risikokoeffizienten von 5 x 10-2 pro Sievert als ungefähren Gesamtrisikokoeffizienten für tödliche Unfälle zu verwenden (Dokumente der HPA, RCE-12, 2009). Daraus lässt sich abschätzen, dass das lebenslange Risiko, bei einer gesunden Person durch die Gesamtdosis des Forschungsprotokolls einen tödlichen Krebs auszulösen, etwa 1 zu 1800 für Patienten beträgt, die 2 Verabreichungen erhalten. Das Risiko ist altersabhängig und bei jüngeren Patienten erhöht und nimmt mit zunehmendem Alter ab. Dies sollte mit der natürlichen Inzidenzrate für Krebs im Vereinigten Königreich verglichen werden.

Diese Faktoren gelten für gesunde Personen und sollten gegen eine Linderung der Morbidität des Langzeitzustands des Patienten in Betracht gezogen werden.

Zum Vergleich: Die durchschnittliche jährliche natürliche Hintergrundstrahlungsdosis in Großbritannien beträgt 2,2 mSv. Die zusätzliche Strahlendosis, die in dieser Studie entsteht, kann mit der jährlichen Hintergrundbelastung von etwa 5 Jahren für Patienten, die 2 Verabreichungen erhalten, verglichen werden.